CN115241518B - 一种电芯模组堆叠装置 - Google Patents

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Abstract

本申请属于锂电池生产技术领域,公开了一种电芯模组堆叠装置,包括:堆叠台,其上设置有堆叠定位机构;保压装置,用于对电芯模组进行加压定型;电芯输送装置,用于把电芯输送至电芯上料工位处;泡棉层输送装置,用于把泡棉层输送至泡棉层上料工位处;端板输送装置,用于把端板输送至端板上料工位处;第一机械臂,用于把电芯从电芯上料工位转移至堆叠定位机构中进行堆叠;第二机械臂,用于把泡棉层从泡棉层上料工位处转移至堆叠定位机构中进行堆叠,还用于把端板从端板上料工位处转移至堆叠定位机构中进行堆叠;第三机械臂,用于把电芯模组从堆叠定位机构中取出并放入保压装置中;可实现电芯模组的自动堆叠,降低人力成本,提高生产效率。

Description

一种电芯模组堆叠装置
技术领域
本申请涉及锂电池生产技术领域,具体而言,涉及一种电芯模组堆叠装置。
背景技术
现有的一些锂电池模组包括壳体和设置在壳体内的电芯模组,其中,电芯模组如图9所示,包括由两个端板92和设置在两个端板92之间的软包电芯,软包电芯与两个端板92之间均设置有一层泡棉层91,其中,软包电芯由多个电芯90堆叠而成。
目前,在制备电芯模组时,一般是通过人工把各端板92、泡棉层91和电芯90依次放入模具中进行堆叠成型的,人力成本高,且生产效率低。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电芯模组堆叠装置,可实现电芯模组的自动堆叠,降低人力成本,提高生产效率。
本申请提供了一种电芯模组堆叠装置,包括:
堆叠台,所述堆叠台上设置有堆叠定位机构,所述堆叠定位机构用于对放入其中的电芯、泡棉层和端板进行定位,以使所述电芯、所述泡棉层和所述端板堆叠形成电芯模组;
保压装置,所述保压装置用于对所述电芯模组进行加压定型;
电芯输送装置,所述电芯输送装置用于把电芯定位输送至电芯上料工位处;
泡棉层输送装置,所述泡棉层输送装置用于把泡棉层定位输送至泡棉层上料工位处;
端板输送装置,所述端板输送装置用于把端板定位输送至端板上料工位处;
第一机械臂,所述第一机械臂用于把电芯从所述电芯上料工位处取出并放入所述堆叠定位机构中进行堆叠;
第二机械臂,所述第二机械臂用于把泡棉层从所述泡棉层上料工位处取出并放入所述堆叠定位机构中进行堆叠;所述第二机械臂还用于把端板从所述端板上料工位处取出并放入所述堆叠定位机构中进行堆叠;
第三机械臂,所述第三机械臂用于把所述电芯模组从所述堆叠定位机构中取出并放入所述保压装置中。
工作时,通过电芯输送装置把涂有粘胶的电芯输送至电芯上料工位处,由泡棉层输送装置把涂有粘胶的泡棉层输送至泡棉层上料工位处,并由端板输送装置把涂有粘胶的端板输送至端板上料工位处,根据堆叠顺序,第一机械臂和第二机械臂对应地把各电芯、泡棉层和端板从对应的上料工位取出放入堆叠定位机构中进行堆叠形成电芯模组,最后由第三机械臂把电芯模组从堆叠定位机构中取出并放入保压装置进行加压定型;整个过程自动完成,实现电芯模组的自动堆叠,降低人力成本,提高生产效率。
优选地,所述堆叠定位机构包括第一支架、滑动设置在所述第一支架上的第一升降台、用于驱动所述第一升降台上下移动的第一驱动装置以及两个竖直设置的定位条板,两个所述定位条板相互平行且间隔设置,所述第一升降台用于承托所述电芯模组,两个所述定位条板之间的间隔与所述电芯模组的宽度相等。
工作时,第一升降台上升至靠近定位条板上端的位置,由机械臂把各电芯、泡棉层和端板依次从两个定位条板之间放入进行堆叠,每放入一个零件,则第一升降台下降与该零件厚度相同的高度,从而,机械臂只需要在固定位置放入零件即可,简化机械臂的运动路径和控制逻辑,进而有利于提高效率,且第一机械臂和第二机械臂无需夹持零件从两个定位条板上端处往下输送,可避免定位条板阻碍机械臂运动,有利于简化第一机械臂和第二机械臂末端夹取工具的结构。
优选地,所述第一支架包括竖直设置的第一支架板,所述第一升降台与所述第一支架板滑动连接,所述第一升降台顶部设置有两个支撑块,两个所述支撑块分别用于支撑所述电芯模组长度方向的两端,两个所述支撑块之间具有间隔。
从而,堆叠后的电芯模组的下端面与第一升降台上表面之间形成可供夹爪插入的空间,以便于第三机械臂夹取电芯模组。
优选地,所述堆叠台包括转台,所述转台上对称地设置有两个所述堆叠定位机构。
优选地,所述第三机械臂的末端设置有机械夹爪,所述机械夹爪包括夹爪基座、两个能够沿第一轴线往复移动的夹指、用于驱动两个所述夹指沿所述第一轴线同步反向移动的第二驱动装置、两个能够沿第二轴线往复移动的滑动台以及用于驱动两个所述滑动台沿所述第二轴线同步反向移动的第三驱动装置,每个所述滑动台上设置有两个平行于所述第一轴线的夹条和第四驱动装置,所述第四驱动装置用于驱动两个所述夹条沿第三轴线相互远离或相互靠近;所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线相互垂直;
两个所述夹指用于从所述电芯模组厚度方向的两侧夹紧所述电芯模组,两个所述滑动台用于从所述电芯模组长度方向的两侧夹紧所述电芯模组,同一个所述滑动台上的两个所述夹条用于从所述电芯模组宽度方向的两侧夹紧所述电芯模组。
优选地,所述夹指为C形板,在所述电芯模组长度方向上,两个所述支撑块分别位于所述定位条板的两侧且均与所述定位条板具有间隔,所述C形板能够从两个所述支撑块与所述定位条板之间的间隔处插入所述电芯模组与所述第一升降台顶部之间的间隙,以及夹住所述电芯模组的底部。
优选地,所述保压装置包括底板、设置在所述底板上的承托架、两个滑动设置在所述承托架两侧的压板以及用于驱动两个所述压板相互远离或相互靠近的保压驱动装置,所述承托架用于承托所述电芯模组,两个所述压板用于从所述电芯模组的厚度方向对所述电芯模组施加夹紧压力。
优选地,所述的电芯模组堆叠装置,还包括模组输送装置,所述模组输送装置包括两层输送机构和两个换向装置,两层所述输送机构相互平行且上下设置,两层所述输送机构设置在两个所述换向装置之间,两层所述输送机构分别用于沿相反的方向运送所述保压装置,所述换向装置用于使所述保压装置在两层所述输送机构之间转移。
优选地,每层所述输送机构包括两个平行设置的滚轮架、多个滚轮和滚轮驱动装置,每个所述滚轮架沿长度方向设置有多个所述滚轮,所述滚轮驱动装置用于驱动所属的所述输送机构的所有所述滚轮同步转动以运送所述保压装置。
优选地,每层所述输送机构的两个所述滚轮架相互远离的一侧,均设置有限位板;所述保压装置的所述底板的两侧均设置有至少两个滑轮和至少两个弹性件;所述滑轮可伸缩地设置在所述底板的侧面上,且部分地伸出所述侧面外;每个所述滑轮对应与至少一个所述弹性件连接,所述弹性件用于向对应的所述滑轮提供指向对应的所述侧面外的弹性力,以使所述滑轮的外周面与所述限位板相抵。
有益效果:
本申请提供的电芯模组堆叠装置,工作时,第一升降台上升至靠近定位条板上端的位置,由机械臂把各电芯、泡棉层和端板依次从两个定位条板之间放入进行堆叠,每放入一个零件,则第一升降台下降与该零件厚度相同的高度,从而,机械臂只需要在固定位置放入零件即可,简化机械臂的运动路径和控制逻辑,进而有利于提高效率,且第一机械臂和第二机械臂无需夹持零件从两个定位条板上端处往下输送,可避免定位条板阻碍机械臂运动,有利于简化第一机械臂和第二机械臂末端夹取工具的结构。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电芯模组堆叠装置的结构示意图。
图2为堆叠台的结构示意图。
图3为机械夹爪的结构示意图。
图4为保压装置的结构示意图。
图5为模组输送装置的结构示意图。
图6为输送机构的结构示意图。
图7为换向机构的结构示意图。
图8为图4中S部分的放大图。
图9为现有的电芯模组的结构示意图。
标号说明:1、堆叠台;101、转台;2、堆叠定位机构;201、第一支架;2011、第一支架板;2012、第一导轨;2013、加强筋;202、第一升降台;2021、支撑块;203、第一驱动装置;2031、第一驱动电机;2032、齿条;204、定位条板;205、激光测距传感器;3、保压装置;301、底板;3011、滑槽;302、承托架;3021、承托板;3022、竖板;303、压板;304、保压驱动装置;305、滑轮;3051、端轴;306、弹性件;307、轴承;308、永磁体;4、电芯输送装置;5、泡棉层输送装置;6、端板输送装置;7、第一机械臂;8、第二机械臂;9、第三机械臂;10、机械夹爪;1001、夹爪基座;1002、夹指;1003、第二驱动装置;10031、第一伺服电机;10032、第一双向丝杆;10033、第一同步带传动机构;1004、滑动台;1005、第三驱动装置;10051、第二伺服电机;10052、第二双向丝杆;10053、第二同步带传动机构;1006、夹条;1007、第四驱动装置;11、模组输送装置;12、输送机构;1201、滚轮架;1202、滚轮;1203、滚轮驱动装置;1204、连接轴;1205、电轨;1206、限位板;13、换向装置;1301、壳体;1302、换向机构;1303、第二升降台;1304、升降驱动装置;1305、挡板;1306、接近传感器;90、电芯;91、泡棉层;92、端板;93、极耳。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了方便说明,本文中,电芯模组的长度是指其电芯90的具有极耳93的两端之间的距离,即图9中的尺寸L;电芯模组的宽度是指其电芯90的没有极耳93的两侧之间的距离,即图9中的尺寸W;电芯模组的厚度是垂直于长度和宽度的方向的尺寸,即图9中的尺寸H。
请参照图1-图8,本申请一些实施例中的一种电芯模组堆叠装置,包括:
堆叠台1,该堆叠台1上设置有堆叠定位机构2,堆叠定位机构2用于对放入其中的电芯90、泡棉层91和端板92进行定位,以使电芯90、泡棉层91和端板92堆叠形成电芯模组;
保压装置3,该保压装置3用于对电芯模组进行加压定型;
电芯输送装置4,该电芯输送装置4用于把电芯90定位输送至电芯上料工位处;
泡棉层输送装置5,该泡棉层输送装置5用于把泡棉层91定位输送至泡棉层上料工位处;
端板输送装置6,该端板输送装置6用于把端板92定位输送至端板上料工位处;
第一机械臂7,该第一机械臂7用于把电芯90从电芯上料工位处取出并放入堆叠定位机构2中进行堆叠;
第二机械臂8,该第二机械臂8用于把泡棉层91从泡棉层上料工位处取出并放入堆叠定位机构2中进行堆叠;该第二机械臂8还用于把端板92从端板上料工位处取出并放入堆叠定位机构2中进行堆叠;
第三机械臂9,该第三机械臂9用于把电芯模组从堆叠定位机构2中取出并放入保压装置3中。
工作时,通过电芯输送装置4把涂有粘胶的电芯90输送至电芯上料工位处,由泡棉层输送装置5把涂有粘胶的泡棉层91输送至泡棉层上料工位处,并由端板输送装置6把涂有粘胶的端板92输送至端板上料工位处,根据堆叠顺序,第一机械臂7和第二机械臂8对应地把各电芯90、泡棉层91和端板92从对应的上料工位取出放入堆叠定位机构2中进行堆叠形成电芯模组,最后由第三机械臂9把电芯模组从堆叠定位机构2中取出并放入保压装置3进行加压定型;整个过程自动完成,实现电芯模组的自动堆叠,降低人力成本,提高生产效率。
其中,电芯输送装置4、泡棉层输送装置5、端板输送装置6可以但不限于是皮带输送装置、链条输送装置、辊道式输送装置等,此处不对其进行限定。
其中,第一机械臂7、第二机械臂8、第三机械臂9可以但不限于是多轴机械臂。优选地,第一机械臂7、第二机械臂8和第三机械臂9的末端均设置有视觉装置(例如CCD相机),以便通过视觉装置进行物体的定位,从而实现对电芯90、泡棉层91、端板92或电芯模组的准确抓取和放置。
在本实施例中,见图2,堆叠定位机构2包括第一支架201、滑动设置在第一支架201上的第一升降台202、用于驱动第一升降台202上下移动的第一驱动装置203以及两个竖直设置的定位条板204,两个定位条板204相互平行且间隔设置,第一升降台202用于承托电芯模组,两个定位条板204之间的间隔与电芯模组的宽度相等。
工作时,第一升降台202上升至靠近定位条板204上端的位置,由机械臂把各电芯90、泡棉层91和端板92依次从两个定位条板204之间放入进行堆叠,每放入一个零件(电芯90、泡棉层91或端板92),则第一升降台202下降与该零件厚度相同的高度,从而,机械臂只需要在固定位置放入零件即可,简化机械臂的运动路径和控制逻辑,进而有利于提高效率,且第一机械臂7和第二机械臂8无需夹持零件从两个定位条板204上端处往下输送,可避免定位条板204阻碍机械臂运动,有利于简化第一机械臂7和第二机械臂8末端夹取工具的结构(第一机械臂7和第二机械臂8的末端夹取工具无需针对定位条板204设置对应的避位结构,使用简单的夹爪或吸盘夹具即可)。
优选地,见图2,第一支架201包括竖直设置的第一支架板2011,第一升降台202与第一支架板2011滑动连接,第一升降台202顶部设置有两个支撑块2021,两个支撑块2021分别用于支撑电芯模组长度方向的两端,两个支撑块2021之间具有间隔。从而,堆叠后的电芯模组的下端面与第一升降台202上表面之间形成可供夹爪插入的空间,以便于第三机械臂9夹取电芯模组。
在一些实施方式中,见图2,第一驱动装置203包括第一驱动电机2031、齿条2032和齿轮(图未示出),齿条2032竖直设置在第一支架板2011上,第一驱动电机2031固定连接在第一升降台202上,该齿轮与第一驱动电机2031的输出轴连接并与齿条2032啮合。从而,通过第一驱动电机2031的往复转动,可带动第一升降台202上下移动。实际上,第一驱动装置203的结构不限于此,例如,第一驱动装置203也可是丝杠驱动装置、链条驱动装置、同步带驱动装置、气缸驱动装置、液缸驱动装置等。
在一些实施方式中,见图2,第一支架201还包括至少两根竖直设置在第一支架板2011上的第一导轨2012,第一升降台202通过滑块与第一导轨2012连接。
为了提高第一支架201的结构稳定性,还可在第一支架板2011背向第一升降台202的一侧设置加强筋2013。
在一些优选实施方式中,第一升降台202的下方设置有激光测距传感器205,该激光测距传感器205用于测量第一升降台202的高度。通过激光测距传感器205可检测第一升降台202每次下降的高度是否准确,并可检测电芯模组的堆叠高度是否足够(由于每放入一个零件,第一升降台202会下降对应的高度,当所有零件均放入后,第一升降台202的高度应该达到预设的参考高度,因此,当第一升降台202的高度达到该参考高度时,可判断电芯模组的堆叠高度足够,第三机械臂9即可进行电芯模组的转移)。
优选地,两个定位条板204之间的距离可调,从而可适用于不同宽度的电芯模组的堆叠,提高适用性。
在一些实施方式中,堆叠定位机构2设置有一个。
在另一些实施方式中,见图2,堆叠台1包括转台101,该转台101上对称地设置有两个堆叠定位机构2。当一个堆叠定位机构2中完成一个电芯模组的堆叠后,转台101转动180°,第一机械臂7和第二机械臂8在另一个堆叠定位机构2处进行堆叠,同时,第三机械臂9把完成堆叠的电芯模组取出放入保压装置3,因此,在第三机械臂9进行电芯模组的转移的过程中,第一机械臂7和第二机械臂8无需停止等待,提高了生产过程的连续性,进一步提高工作效率。
实际上,还可在转台101上设置多于两个的堆叠定位机构2,此时,各堆叠定位机构2沿转台101的周向均匀排布,每次完成一个电芯模组的堆叠,则把一个空的堆叠定位机构2转动至堆叠工位处,由第一机械臂7和第二机械臂8把零件放入其中进行堆叠。
其中,第一机械臂7和第二机械臂8的数量可根据实际需要设置,可设置一个或多个;例如图1中,第一机械臂7设置有两个,第二机械臂8设置有一个,由于电芯模组中的电芯90数量较多,而泡棉层91和端板92各自只有两个,因此,由一个第二机械臂8负责泡棉层91和端板92的取放,同时用两个第一机械臂7进行电芯90的取放,可提高堆叠效率的同时,避免机械臂空等时间过长而浪费资源。
进一步地,见图1、图3,第三机械臂9的末端设置有机械夹爪10,机械夹爪10包括夹爪基座1001、两个能够沿第一轴线(图3中的Z轴)往复移动的夹指1002、用于驱动两个夹指1002沿第一轴线同步反向移动(即相互靠近或相互远离移动)的第二驱动装置1003、两个能够沿第二轴线(图3中的Y轴)往复移动的滑动台1004以及用于驱动两个滑动台1004沿第二轴线同步反向移动的第三驱动装置1005,每个滑动台1004上设置有两个平行于第一轴线的夹条1006和第四驱动装置1007,第四驱动装置1007用于驱动两个夹条1006沿第三轴线(图3中的X轴)相互远离或相互靠近;第一轴线、第二轴线和第三轴线相互垂直;
两个夹指1002用于从电芯模组厚度方向的两侧夹紧电芯模组,两个滑动台1004用于从电芯模组长度方向的两侧夹紧电芯模组,同一个滑动台1004上的两个夹条1006用于从电芯模组宽度方向的两侧夹紧电芯模组。
进行电芯模组夹取时,先把夹条1006沿第三轴线的距离调节至大于电芯模组的宽度W,把两个滑动台1004之间的距离调节至大于电芯模组的长度L,把两个夹指1002之间的距离调节至大于电芯模组的厚度H,然后使一个夹指1002插入电芯模组下端与第一升降台202上表面之间的空隙处,并使另一个夹指1002位于电芯模组的上方,接着,两个滑动台1004之间相互靠近、夹条1006沿第三轴线的距离缩小,以使各零件的水平位置齐平,最后两个夹指1002相互靠近以从厚度方向夹紧电芯模组;第三机械臂9即可带动机械夹爪10上移以取出电芯模组。因此,该机械夹爪10不仅能够可靠地从堆叠定位机构2中夹紧电芯模组,还可使电芯模组中各零件在长度方向和宽度方向上进一步对齐,以保证电芯模组的装配精度。
在一些优选实施方式中,见图2、图3,夹指1002为C形板,在电芯模组长度方向上,两个支撑块2021分别位于定位条板204的两侧且均与定位条板204具有间隔,C形板能够从两个支撑块2021与定位条板204之间的间隔处插入电芯模组与第一升降台202顶部之间的间隙,以及夹住电芯模组的底部。从而,避免由于定位条板204的阻挡而使夹指1002无法伸入电芯模组的下侧。工作时,可用两个C形板中的任意一个插入电芯模组与第一升降台202顶部之间的间隙以夹住电芯模组的底部,并用另一个C形板夹住电芯模组的顶部。
在本实施例中,见图3,第二驱动装置1003包括第一伺服电机10031、沿第一轴线延伸的第一双向丝杆10032和第一同步带传动机构10033(第一同步带传动机构10033包括两个同步带轮和同步带,两个同步带轮分别与第一伺服电机10031和第一双向丝杆10032连接,该同步带绕设在两个同步带轮上),第一伺服电机10031设置在夹爪基座1001的背面(即工作时背向电芯模组的一面),第一伺服电机10031通过第一同步带传动机构10033驱动第一双向丝杆10032转动,第一双向丝杆10032包括两个反向的螺纹部,两个夹指1002分别通过丝杆螺母与第一双向丝杆10032的两个螺纹部连接。在实际应用中,第二驱动装置1003的结构不限于此,例如,也可为双向气缸。
在本实施例中,见图3,第三驱动装置1005包括第二伺服电机10051、沿第二轴线延伸的第二双向丝杆10052和第二同步带传动机构10053(第二同步带传动机构10053包括两个同步带轮和同步带,两个同步带轮分别与第二伺服电机10051和第二双向丝杆10052连接,该同步带绕设在两个同步带轮上),第二伺服电机10051设置在夹爪基座1001的背面,第二伺服电机10051通过第二同步带传动机构10053驱动第二双向丝杆10052转动,第二双向丝杆10052包括两个反向的螺纹部,两个滑动台1004分别通过丝杆螺母与第二双向丝杆10052的两个螺纹部连接。在实际应用中第三驱动装置1005的结构不限于此,例如,也可为双向气缸。
其中,第一伺服电机10031也可设置在夹爪基座1001的端部(例如图3中的上端),第二伺服电机10051也可设置在夹爪基座1001的端部(例如图3中的右端),但与设置在夹爪基座1001的背面相比,结构紧凑性更差,机械夹爪10的占用空间更大。
本实施例中,见图3,同一个滑动台1004上的两个夹条1006中的一个与该滑动台1004固定连接,另一个能够沿第三轴线往复移动,第四驱动装置1007包括两个气缸,两个气缸沿第一轴线间隔设置,两个气缸用于驱动该可移动的夹条1006移动。由于夹条1006的长度较大,通过两个间隔设置的气缸驱动夹条1006移动,可使夹条1006对电芯模组的夹紧力分布更加均匀,避免夹条1006两端对电芯模组的夹紧力不足;同时,由于其中一个夹条1006固定设置,无需设置气缸驱动其移动,可简化机械夹爪10的结构。
具体地,见图4,保压装置3包括底板301、设置在底板301上的承托架302、两个滑动设置在承托架302两侧的压板303以及用于驱动两个压板303相互远离或相互靠近的保压驱动装置304,承托架302用于承托电芯模组,两个压板303用于从电芯模组的厚度方向对电芯模组施加夹紧压力。
工作时,把电芯模组放入承托架302上,使电芯模组宽度方向的一侧压在承托架302上,电芯模组的厚度方向垂直于两个压板303,然后保压驱动装置304驱动两个压板303相互靠近压紧电芯模组,在粘胶干固前,保持对电芯模组的夹紧力。
在本实施例中,见图4,承托架302包括承托板3021和两个竖板3022,两个竖板3022垂直于底板301并间隔设置在底板301上,两个竖板3022均沿两个压板303的移动方向延伸,承托板3021连接在两个竖板3022上端之间;两个压板303均与两个竖板3022滑动连接,保压驱动装置304包括设置在承托板3021下方的第三双向丝杆和用于驱动该第三丝杆转动的第三伺服电机,第三双向丝杆具有两个反向的螺纹部,两个压板303分别通过丝杆螺母与该两个螺纹部连接。
进一步地,见图1、图5,该电芯模组堆叠装置,还包括模组输送装置11,模组输送装置11包括两层输送机构12和两个换向装置13,两层输送机构12相互平行且上下设置,两层输送机构12设置在两个换向装置13之间,两层输送机构12分别用于沿相反的方向运送保压装置3,换向装置13用于使保压装置3在两层输送机构12之间转移。
实际应用中,电芯模组在保压定型的过程中,需要送往其它工位机进行如胶框安装、极耳折弯、极耳焊线等加工处理,最终成型的电芯模组会被取出进行下一步装配,通过其中一层输送机构12(以下把其称为输出机构)可把装有电芯模组的保压装置3依次送往下游的各加工工位处进行加工处理,当电芯模组被取出后,空的保压装置3会从末端的换向装置13处送入另一层输送机构12(以下把其称为回流机构),以运回起始端,再由起始端处的换向装置13把其送入输出机构,如此循环;从而无需人工进行保压装置3的取出和补充,进一步提高自动化程度。
一般地,位于上层的输送机构12为输出机构,位于下层的输送机构12为回流机构,以便于把电芯模组放入保压装置3,并方便下游各加工设备对保压装置3中的电芯模组进行加工处理;但不限于此。
其中,输送机构12可以但不限于是皮带输送机构、辊道式输送机构等。
在一些优选实施方式中,见图6,每层输送机构12包括两个平行设置的滚轮架1201、多个滚轮1202和滚轮驱动装置1203,每个滚轮架1201沿长度方向设置有多个滚轮1202,滚轮驱动装置1203用于驱动所属的输送机构12的所有滚轮1202同步转动以运送保压装置3。使用时,保压装置3的底板301压在两个滚轮架1201的滚轮1202上,滚轮驱动装置1203驱动滚轮1202转动,从而带动保压装置3移动。
进一步地,同一滚轮架1201上的所有滚轮1202之间通过同步带、链条或齿轮连接,以使这些滚轮1202同步同向转动,每个输送机构12还包括一根连接轴1204,该连接轴1204连接在该输送机构12的两个滚轮1202之间,该两个滚轮1202分别为两个滚轮架1201上的滚轮1202,滚轮驱动装置1203与其中一个滚轮1202驱动连接。从而,当滚轮驱动装置1203驱动一个滚轮1202转动时,对应的输送机构12上的所有滚轮1202均同步同向转动,以保证保压装置3姿态的稳定性。其中,滚轮驱动装置1203可以为电机。
进一步地,见图4、图6、图8,每层输送机构12的两个滚轮架1201相互远离的一侧,均设置有限位板1206;保压装置3的底板301的两侧均设置有至少两个滑轮305和至少两个弹性件306;滑轮305可伸缩地设置在底板301的侧面(指垂直于顶面和底面的侧面)上,且部分地伸出该侧面外;每个滑轮305对应与至少一个弹性件306连接,弹性件306用于向对应的滑轮305提供指向对应的侧面外的弹性力,以使滑轮305的外周面与限位板1206相抵。
通过两个限位板1206的限位作用,可避免保压装置3从输送机构12的两侧掉落,且保证保压装置3沿垂直于运送方向的位置的准确性,以便于下游加工设备对保压装置3中的电芯模组进行准确的定位加工;在底板301的两侧设置滑轮305,可降低摩擦,通过弹性件306的弹力作用,可使滑轮305可靠地压在限位板1206上,同时弹性件306对底板301的反作用力可使保压装置3自动对中,进一步保证保压装置3沿垂直于运送方向的位置的准确性。
在一些实施方式中,见图8,滑轮305具有两个端轴3051,底板301的顶面和底面设置有滑槽3011,每个滑槽3011中滑动设置有一个轴承307,滑轮305的两个端轴3051分别插接在两个轴承307中,每个滑槽3011中设置有一个弹性件306,弹性件306的两端分别与轴承307和滑槽3011壁面固定连接。从而,可保证滑轮305转动和滑动的顺畅性。其中,弹性件306可以但不限于是弹簧。
在一些实施方式中,保压装置3可设置有蓄电池,以用于向保压驱动装置304供电。
在另一些实施方式中,限位板1206朝向保压装置3的一侧设置有电轨1205,滑轮305可导电,且滑轮305与保压驱动装置304电性连接,滑轮305用于与电轨1205相抵以向保压驱动装置304供电。从而,无需在保压装置3上单独设置电池,降低成本。
在一些些实施方式中,见图4,底板301底部与滚轮1202对应的位置设置有永磁体308,滚轮1202由铁磁材料制成,从而,永磁体308与滚轮1202之间的吸引力可把保压装置3吸附在滚轮1202上,可更好地避免打滑,当滚轮1202停止时保压装置3能够更加可靠地停止,实现更准确的定位输送,保证把保压装置3准确地送至下游的各个加工工位处。
在本实施例中,见图5、图7,换向装置13包括壳体1301和设置在壳体1301内的换向机构1302,壳体1301朝向输送机构12端部的一侧设置有出入口,换向机构1302包括第二升降台1303、驱动第二升降台1303上下移动的升降驱动装置1304,第二升降台1303为辊道传输机,并能够沿远离或靠近输送机构12端部的方向运输保压装置3。
当一个输送机构12把保压装置3送入第二升降台1303时,第二升降台1303正向转动(指传输辊正向转动)以带动保压装置3完全进入第二升降台1303顶部,然后升降驱动装置1304使第二升降台1303上升或下降到与另一个输送机构12齐平的位置,最后第二升降台1303反向转动(指传输辊反向转动)以把保压装置3送入另一个输送机构12中,完成换向。
其中,升降驱动装置1304可以但不限于是剪叉式升降装置、气缸、液缸等。
进一步地,可在第二升降台1303远离输送机构12的一侧设置挡板1305,以防止保压装置3在第二升降台1303上过量移动而掉落。
进一步地,可在挡板1305处设置接近传感器1306以检测保压装置3是否移动到位,当保压装置3移动到位时可使第二升降台1303停止转动,进而进行升降。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电芯模组堆叠装置,其特征在于,包括:
堆叠台(1),所述堆叠台(1)上设置有堆叠定位机构(2),所述堆叠定位机构(2)用于对放入其中的电芯(90)、泡棉层(91)和端板(92)进行定位,以使所述电芯(90)、所述泡棉层(91)和所述端板(92)堆叠形成电芯模组;
保压装置(3),所述保压装置(3)用于对所述电芯模组进行加压定型;
电芯输送装置(4),所述电芯输送装置(4)用于把电芯(90)定位输送至电芯上料工位处;
泡棉层输送装置(5),所述泡棉层输送装置(5)用于把泡棉层(91)定位输送至泡棉层上料工位处;
端板输送装置(6),所述端板输送装置(6)用于把端板(92)定位输送至端板上料工位处;
第一机械臂(7),所述第一机械臂(7)用于把电芯(90)从所述电芯上料工位处取出并放入所述堆叠定位机构(2)中进行堆叠;
第二机械臂(8),所述第二机械臂(8)用于把泡棉层(91)从所述泡棉层上料工位处取出并放入所述堆叠定位机构(2)中进行堆叠;所述第二机械臂(8)还用于把端板(92)从所述端板上料工位处取出并放入所述堆叠定位机构(2)中进行堆叠;
第三机械臂(9),所述第三机械臂(9)用于把所述电芯模组从所述堆叠定位机构(2)中取出并放入所述保压装置(3)中;
所述堆叠定位机构(2)包括第一支架(201)、滑动设置在所述第一支架(201)上的第一升降台(202)、用于驱动所述第一升降台(202)上下移动的第一驱动装置(203)以及两个竖直设置的定位条板(204),两个所述定位条板(204)相互平行且间隔设置,所述第一升降台(202)用于承托所述电芯模组,两个所述定位条板(204)之间的间隔与所述电芯模组的宽度相等;
所述第一支架(201)包括竖直设置的第一支架板(2011),所述第一升降台(202)与所述第一支架板(2011)滑动连接,所述第一升降台(202)顶部设置有两个支撑块(2021),两个所述支撑块(2021)分别用于支撑所述电芯模组长度方向的两端,两个所述支撑块(2021)之间具有间隔;
所述第三机械臂(9)的末端设置有机械夹爪(10),所述机械夹爪(10)包括夹爪基座(1001)、两个能够沿第一轴线往复移动的夹指(1002)、用于驱动两个所述夹指(1002)沿所述第一轴线同步反向移动的第二驱动装置(1003)、两个能够沿第二轴线往复移动的滑动台(1004)以及用于驱动两个所述滑动台(1004)沿所述第二轴线同步反向移动的第三驱动装置(1005),每个所述滑动台(1004)上设置有两个平行于所述第一轴线的夹条(1006)和第四驱动装置(1007),所述第四驱动装置(1007)用于驱动两个所述夹条(1006)沿第三轴线相互远离或相互靠近;所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线相互垂直;
两个所述夹指(1002)用于从所述电芯模组厚度方向的两侧夹紧所述电芯模组,两个所述滑动台(1004)用于从所述电芯模组长度方向的两侧夹紧所述电芯模组,同一个所述滑动台(1004)上的两个所述夹条(1006)用于从所述电芯模组宽度方向的两侧夹紧所述电芯模组;
所述夹指(1002)为C形板,在所述电芯模组长度方向上,两个所述支撑块(2021)分别位于所述定位条板(204)的两侧且均与所述定位条板(204)具有间隔,所述C形板能够从两个所述支撑块(2021)与所述定位条板(204)之间的间隔处插入所述电芯模组与所述第一升降台(202)顶部之间的间隙,以及夹住所述电芯模组的底部。
2.根据权利要求1所述的电芯模组堆叠装置,其特征在于,所述堆叠台(1)包括转台(101),所述转台(101)上对称地设置有两个所述堆叠定位机构(2)。
3.根据权利要求1所述的电芯模组堆叠装置,其特征在于,所述保压装置(3)包括底板(301)、设置在所述底板(301)上的承托架(302)、两个滑动设置在所述承托架(302)两侧的压板(303)以及用于驱动两个所述压板(303)相互远离或相互靠近的保压驱动装置(304),所述承托架(302)用于承托所述电芯模组,两个所述压板(303)用于从所述电芯模组的厚度方向对所述电芯模组施加夹紧压力。
4.根据权利要求3所述的电芯模组堆叠装置,其特征在于,还包括模组输送装置(11),所述模组输送装置(11)包括两层输送机构(12)和两个换向装置(13),两层所述输送机构(12)相互平行且上下设置,两层所述输送机构(12)设置在两个所述换向装置(13)之间,两层所述输送机构(12)分别用于沿相反的方向运送所述保压装置(3),所述换向装置(13)用于使所述保压装置(3)在两层所述输送机构(12)之间转移。
5.根据权利要求4所述的电芯模组堆叠装置,其特征在于,每层所述输送机构(12)包括两个平行设置的滚轮架(1201)、多个滚轮(1202)和滚轮驱动装置(1203),每个所述滚轮架(1201)沿长度方向设置有多个所述滚轮(1202),所述滚轮驱动装置(1203)用于驱动所属的所述输送机构(12)的所有所述滚轮(1202)同步转动以运送所述保压装置(3)。
6.根据权利要求5所述的电芯模组堆叠装置,其特征在于,每层所述输送机构(12)的两个所述滚轮架(1201)相互远离的一侧,均设置有限位板;所述保压装置(3)的所述底板(301)的两侧均设置有至少两个滑轮(305)和至少两个弹性件(306);所述滑轮(305)可伸缩地设置在所述底板(301)的侧面上,且部分地伸出所述侧面外;每个所述滑轮(305)对应与至少一个所述弹性件(306)连接,所述弹性件(306)用于向对应的所述滑轮(305)提供指向对应的所述侧面外的弹性力,以使所述滑轮(305)的外周面与所述限位板相抵。
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